基于OPNET的混合关键性网络建模与仿真分析

混合关键性网络是一种新型的通信架构,可以满足非实时性和实时性业务的需求.为分析其网络性能,提出在OPNET网络仿真环境中建模的方法.以开放式系统互联模型为基础,采用层次化建模,构建网络的节点模型和进程模型.该模型考虑了事件触发和时间触发消息的特点,通过设计调度算法和容错方式,实现了仿真实验的灵活配置和端到端延迟抖动等性能指标的验证.对仿真结果的性能分析表明,混合关键性网络能够保证实时业务的确定性以及兼容标准以太网的非实时业务.     

电力系统继电保护通信网络稳定性分析

随着电力工业的发展,电力系统继电保护装置的智能化水平日益提升,这对继电保护通信网络稳定性提出了更高的要求。各套继电保护装置之间需要通过通信网络交互大量数据,任何通信网络的不稳定现象都会直接干扰继电保护装置正确逻辑动作,甚至会直接危及电力系统正常运行。针对此问题,对影响电力系统继电保护通信网络稳定性的因素展开分析和研究,着重分析了时延分布及网络负载对继电保护通信网络的影响及产生原因,并通过搭建仿真模型对不同数据包丢失率、不同网络环境进行了对比仿真,阐明了通信网络稳定性与时延分布及网络负载的关系,最后提出了提高继电保护通信网络稳定性的优化措施。     

无线局域网性能参数仿真分析

无线信道由于自身的特点,在通信环境较差的情况下其通信质量尤其难以保证.在无线局域网中,通过引入数据包拆分和RTS/CTS会话机制可以对恶劣环境下的通信质量起到改善作用.利用OPNET网络仿真平台,构建了一个集中式网络,设置不同的参数运行仿真,分析包拆分和RTS/CTS会话对网络性能(吞吐量、端到端时延等)产生的影响,为无线局域网的应用开发提供了参考.     

专网通信网的话音和数据业务仿真研究

通过网络仿真技术对专网通信网络承载不同业务的性能进行了分析,确定了语音指挥系统和音视频编解码模式在IP网络传输实际需要的占用带宽和资源。首先构建了专网通信网络的网络拓扑,并将其映射到OPNET仿真环境中,对网络进行了参数配置以及统计量的收集。在网络上分别进行话音和数据这2种业务的仿真,由仿真结果分析得出,网络在运行话音业务时的实时性和稳定性方面都优于数据业务,根据业务的不同特点进行合理的设计和配置。     

基于QualNet的数据链网络仿真研究

在数据链系统的生命周期中,仿真是不可缺少的一个环节.为了统计和分析数据链网络的重要参数指标,采用网络实时动态仿真软件QualNet的系统构架,分析了在QualNet环境下数据链系统仿真的关键技术,通过场景设计和功能设定对Link 16进行了性能参数仿真,得到了数据链网络的网络吞吐量、平均端到端时延、数据分组成功接收率等总体性能指标.仿真结果表明网络性能良好,基本满足了消息传输的实时性和可靠性,为我军进一步研究数据链系统提供了参考.     

TTE网络混合关键性通信的仿真与性能分析

时间触发以太网(Time-Triggered Ethernet,TTE)扩展定义了以太网的MAC层,为包含时间触发通信在内的分布式混合关键性实时系统提供了支持。用面向对象的方法对网络组件进行分析和建模,开发出一套完整的TTE网络实时通信仿真工具。在典型的航空电子系统场景下仿真不同关键性等级实时流量的通信情况,对仿真得到的端到端延迟界限等性能指标进行分析,验证了TTE网络能够根据流量特性提供不同程度的实时性保证。     

对数比例公平队列:一种新的调度算法

Internet路由器中的队列调度算法关系到用户数据流能够获得的服务质量以及整个网络的性能,该文提出了一种新的队列调度算法对数比例公平队列调度算法,并通过理论分析和仿真说明了该队列调度算法的一些特性,这种算法不仅实现了网络总效用、网络传输性能与资源分配公平性的折衷,还具有对恶意用户的惩罚作用,鼓励用户使用合理的端到端流量控制算法。     

基于网络演算的无线自组网QoS性能确定上界研究

为保证无线自组网的服务质量(QoS),需精确求解其性能确定上界.对进入无线自组网节点的数据流进行漏桶管制,节点为数据流提供基于速率-延迟(rate-latency)模型的服务保障,在已有无线自组网链路吞吐量模型的基础上利用网络演算理论推导了无线自组网节点的积压数据上界、端到端数据流的延迟上界以及端到端数据流的延迟抖动上界模型.对网格形式拓扑的无线自组网,不同数据流的仿真结果都在数值计算的上界范围之内,表明基于网络演算理论的无线自组网的QoS性能上界模型具有较好的性能.     

OPNET平台下的实时WDM网络建模与仿真

针对实时性网络设计了一种混合式波分复用(Wavelength Division Multiplexing,WDM)网络结构,其中星形广播网作子网,波长路由网络作为骨干网连接各个子网.结合了不同WDM网络的优点,给数据流提供了良好的实时性.为评价其性能,在OPNET仿真平台上用层次化建模的方法对子网和骨干网分别进行了网络域、节点域和进程域的建模,同时定义和编辑了数据帧和链路模型.从网络延迟、网络吞吐量和链路利用率方面仿真了网络并对网络性能结果进行了分析,得出网络最大吞吐量、链路利用率和实时要求负载.     

优先级控制轮询在变电站通信网络中的应用

变电站通信网络是变电站实现综合自动化的前提,变电站内部设备可划分成3个层次,其中第二层的数据和控制信息传送到与远方调度中心通信的站级PC机,该过程属于计算机通信网络的范畴,针对变电站通信网络的这个特点,将两级优先级控制轮询系统用在变电站通信网络中。提出了在站级PC通信接口(主节点)采用完全服务的轮询方式,第二层设备通信接口内部的数据缓冲区(子节点)采用门限服务的轮询方式的新模型。完全服务的优先级比门限服务的高,对新模型进行了仿真和理论计算,得出新系统的平均时延和平均排队队长与负载之间的关系、平均时延和平均排队队长与子节点数之间的关系,这些参数对于提高变电站通信网络的性能至关重要。     

变电站自动化系统的内部通信网

通信网络是变电站自动化系统的关键,文中介绍了一种将现场总线技术与以太网技术相结合的通信结构,分析了它的优点,集中体现在传输实时性、易于与广域网相联、易于与国际标准接轨等几个方面。并且从组网方式、通信规约、软件体系方面分析了其中的通信基本单元的实现方式。最后提出提高变电站自动化系统的站内通信网的通信开放性的最好的途径是所有的厂家都采用标准的通信协议。     

基于CAN的大客飞机航电系统局域网通信设计

提出一种基于CAN总线的大客飞机航电系统局域网通信仿真系统设计方法,探讨了CAN总线在航电总线中应用的优点及可能性。仿真系统硬件通过CAN总线通信卡及工控机实现,软件通过模块化设计方法实现。通信仿真系统实现了各子系统相关数据的传送、处理,以及相关信息的实时显示。应用表明,局域网通信系统工作正常、性能良好,能实现测试设备之间高速率的数据传输与转换,具有良好的实用价值。     

基于TDMA短波通信网络的仿真

以采用TDMA接入方式的无线短波通信网络为仿真对象,通过对TDMA工作原理的分析,根据TDMA工作方式,抽象出TDMA无线网络的行为模式,应用离散事件系统仿真方法中事件调度法仿真策略和面向对象建模方法,对其建立了仿真模型,进行了仿真流程的设计,并且介绍了在VC＋＋下构建短波通信网络模型所需要的类定义。通过仿真数据的处理和分析,对影响网络性能的各个参数做出了相应的评价。     

数据新鲜度驱动的协作式无人机联邦学习智能决策优化研究

联邦学习是6G关键技术之一,其可以在保护数据隐私的前提下,利用跨设备的数据训练一个可用且安全的共享模型。然而,大部分终端设备由于处理能力有限,无法支持复杂的机器学习模型训练过程。在异构网络融合环境下移动边缘计算(MEC)框架中,多个无人机(UAVs)作为空中边缘服务器以协作的方式灵活地在目标区域内移动,并且及时收集新鲜数据进行联邦学习本地训练以确保数据学习的实时性。该文综合考虑数据新鲜程度、通信代价和模型质量等多个因素,对无人机飞行轨迹、与终端设备的通信决策以及无人机之间的协同工作方式进行综合优化。进一步,该文使用基于优先级的可分解多智能体深度强化学习算法解决多无人机联邦学习的连续在线决策问题,以实现高效的协作和控制。通过采用多个真实数据集进行仿真实验,仿真结果验证了所提出的算法在不同的数据分布以及快速变化的动态环境下都能取得优越的性能。     

AFDX的分布式仿真

航空电子全双工交换式以太网(AFDX,Avionics Full Duplex Switched Ethernet)技术基于IEEE802.3以太网和TCP/IP通用原理,对于商用货架(COTS)网络化技术如何应用于未来飞机数据网络给出了定义[1],已经成为了一种新的航空电子数据网络标准。由于AFDX协议以及航空总线布局的复杂性,采用网络仿真技术可以大大缩短网络建设周期,减小网络建设的投资风险。为了模拟AFDX的网络性能,尤其是其在数据通信方面的高可靠性和高实时性,根据AFDX协议及其传输和交换原理,建立了基于高级仿真体系结构(HLA)的AFDX分布式仿真体系,并对各子系统的构成以及仿真执行流程进行了研究。通过对仿真结果的分析,验证了仿真模型的正确性,并表明仿真设计满足系统性能要求。     

基于主题的VSM中间件的设计与实现

针对分布式仿真系统对数据交换的实时性和透明性需求,采用基于软件实现的内存共享技术,设计出了虚拟共享内存中间件,提高了系统的实时性和数据的透明交互。然而在网络负载很大的情况下,虚拟共享内存的实时性很差。通过采用发布/订阅通信模式,提出了一种基于主题的VSM中间件的设计方案,优化了网络通信,提高了VSM在高负载情况下的实时性,并且具有一定的通用性。     

Delay-sensitive and multimedia communication in cognitive radio sensor networks

Multimedia and delay-sensitive data applications in cognitive radio sensor networks (CRSN) require efficient real-time communication and dynamic spectrum access (DSA) capabilities. This requirement poses emerging problems to be addressed in inherently resource-constrained sensor networks, and needs investigation of CRSN challenges with real-time communication requirements. In this paper, the main design challenges and principles for multimedia and delay-sensitive data transport in CRSN are introduced. The existing transport protocols and algorithms devised for cognitive radio ad hoc networks and wireless sensor networks (WSN) are explored from the perspective of CRSN paradigm. Specifically, the challenges for real-time transport in CRSN are investigated in different spectrum environments of smart grid, e.g., 500 kV substation, main power room and underground network transformer vaults. Open research issues for the realization of energy-efficient and real-time transport in CRSN are also presented. Overall, the performance evaluations provide valuable insights about real-time transport in CRSN and guide design decisions and trade-offs for CRSN applications in smart electric power grid.     

基于OPNET的CAN总线实时性的仿真与分析

控制器局域网（ CAN）的建模与仿真不仅能对CAN总线性能进行评估,而且能优化CAN总线网络的设计。在研究分析CAN总线通信控制协议的基础上,采用OPNET网络仿真工具,运用网络层次化建模方法,建立CAN总线通信网络模型。通过该仿真模型,分析了CAN总线网络中CAN节点优先级、传输速率、帧信息量以及填充位等因素对CAN总线网络实时性的影响,从而为CAN总线网络的设计与优化提供理论参考。     

无线Mesh网中实时数据业务仿真与分析

无线Mesh网络是一种架构式多跳无线网络,具有结构灵活、快速部署、自组织和自愈合等优点,具有广泛的应用前景。通过采用ns-2仿真软件对基于IEEE 802.11 MAC协议和AODV路由协议的无线Mesh网中实时数据业务的数据传输进行建模与仿真,分析了Mesh网络中数据流经过的传输跳数与吞吐率的关系,以及MAC层RTS/CTS、重传次数以及MAC层和路由层相互作用对无线Mesh网中实时数据业务性能的影响,指出了提高无线Mesh网中实时数据业务性能的所需要的改进方向。     

面向实时感知的车联网业务监控应用研究

基于车联网的数据实时采集和人车交互的基础是可靠的网络接入服务和良好的通信保证,为此文中研究了车联网中车辆接入车联网的通信可靠性保证策略和网络质量优化方法。首先,由于车辆节点的通信不稳定性和动态性,研究了动态的车联网网络质量评估方案。其次,这项工作研究了基于车辆轨迹的对车辆接入网络的数据交互时间预测算法,以应对车联网不稳定的网络拓扑和高断开率。最后,提出了一种实时通信质量感知的网络接入策略,用于为道路上的车辆提供车联网服务。仿真结果证明了该方案在不同的通信距离下具有相对较高的网络接入成功率和较好的通信质量。